Cientistas dizem que o novo catalisador de célula de combustível feito de platina e magnésio oferece eficiência e durabilidade excepcionais, potencialmente transformando a tecnologia de energia limpa.
Em uma tentativa de transformar a tecnologia de energia limpa, cientistas do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk criaram um catalisador de célula de combustível de platina e magnésio.
Espera-se que o novo catalisador, que usa as primeiras nanopartículas de liga de platina e magnésio do mundo, seja altamente eficiente e durável, oferecendo potencialmente melhorias significativas na tecnologia de energia limpa.
Acelerando reações
As células de combustível combinam hidrogênio e oxigênio para gerar eletricidade. A platina, um catalisador caro , acelera essas reações.
Ao integrar magnésio à liga usada no novo catalisador, o projeto reduz custos e aumenta a eficiência e a longevidade da célula de combustível.
Esta é uma conquista significativa porque, há anos, os pesquisadores sabem que ligas de platina com metais alcalino-terrosos têm imenso potencial para células de combustível devido à sua alta atividade catalítica e estabilidade.
Entretanto, o desafio de criar essas ligas na forma de nanopartículas, dados os potenciais de redução negativa extremamente altos dos metais alcalino-terrosos, continua sendo uma barreira significativa até agora.
Nesta pesquisa, o professor Jong-Sung Yu e colaboradores superaram esse desafio por meio de uma abordagem sistemática de fase de solução.
O que torna essa nova tecnologia tão especial? Estudos teóricos de apoio conduzidos pela Universidade do Texas em Austin explicam que a relação entre platina e magnésio é muito forte, impedindo que a liga se degrade ao longo do tempo. O catalisador, portanto, permanece eficaz por períodos mais longos, o que é crucial para várias aplicações.
Estudos teóricos mostram que a atividade decorre de uma combinação de efeitos de ligante e deformação entre o núcleo intermediário e a camada rica em platina, enquanto a estabilidade se origina da alta energia de formação de vacância do magnésio na liga.
Supera a meta de desempenho
Testes práticos mostraram que a nova liga supera as metas de desempenho do Departamento de Energia dos EUA para 2025 para células de combustível , demonstrando sua alta eficiência e estabilidade a longo prazo.
“A maioria dos catalisadores de células de combustível enfrenta dificuldades com durabilidade e custo, mas ao superar o desafio da síntese, nossas nanopartículas de platina-magnésio resolvem esses problemas combinando a excelente velocidade de reação da platina com a durabilidade e acessibilidade do magnésio”, explicou o professor Jong-Sung Yu, que liderou o estudo.
“Este é um passo importante para criar células de combustível mais eficientes e sustentáveis.”
“Este novo desenvolvimento não apenas faz com que as células de combustível funcionem melhor; ele também abre caminho para o uso de nanopartículas de platina-magnésio em outras tecnologias de energia, como produção de hidrogênio e outras reações eletroquímicas”, disse Caleb Gyan-Barimah, primeiro autor do estudo.
À medida que o mundo migra para a energia sustentável, inovações como essas são essenciais.
Nesse sentido, os pesquisadores se concentram em refinar a composição da liga e dimensionar a produção para tornar esses materiais avançados mais amplamente disponíveis.
Os próximos passos incluem melhorar a liga, explorar métodos de fabricação e fazer parcerias com a indústria e o governo para levar essas inovações ao mercado.
Este estudo abre novas oportunidades para estender a região da liga de platina para incluir metais alcalino-terrosos na forma de nanopartículas. Devido à dificuldade de síntese, esta área raramente foi explorada.
Fonte: Interesting Engineering